Question

【题目】2019年苏州市初中化学实验考查内容是“用高锰酸钾制取氧气”(装置图如下)，下面是某同学在本次实验过程中填写的部分实验报告，请回答有关问题：

实验步骤	有关问题
⑴检查气体发生装置的气密性。	检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是_____。
⑵向试管中加入少量高锰酸钾粉末，使其平铺于试管底部，按上图所示组装实验装置。在接近试管口的地方放置一小团蓬松的棉花团。	①用药匙或纸槽向试管中加入少量高锰酸钾粉末。 ②组装实验装置时，要根据___的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上。 ③欲调整装置中试管的倾斜角度，应调节图中A、B、C哪个旋钮：___旋钮。 ④试管口棉花团的作用是____。
实验步骤	有关问题
⑶加热试管，当导管口有连续均匀气泡冒出时，开始收集气体。	①加热试管的方法是____。 ②发生反应的化学方程式为____。 ③收集满瓶氧气的操作过程是：等集气瓶中的水排完后，一只手扶稳集气瓶，另一只手首先小心地将导管从瓶口移开，然后___，最后把集气瓶正放在桌子上。
⑷气体收集完毕后，操作B	操作B是先____，再_____

⑸收集完气体后，测得其纯度明显偏低，其原因可能是____(填字母)。

A 高锰酸钾中混入了二氧化锰 B 收集前，集气瓶中未注满水

C 收集后，集气瓶中仍留有水 D 未见气泡连续均匀冒出时就开始收集

⑹选择排水法收集一瓶氧气，供“铁丝在氧气中燃烧”实验使用的理由是____。

⑺)加热3.16g高锰酸钾固体一段时间，若高锰酸钾中的氧元素有1/4转化为氧气，则生成的氧气的质量为____，剩余固体中氧元素的质量分数为____。(精确到0.1%)

⑻林同学称取一定质量高锰酸钾制取一定质量的氧气，将温度控制在250℃加热制O2，实验结束时，林同学发现在用高锰酸钾制取氧气的实验中，收集到的O2大于理论产量，针对这一现象，同学们在老师的指导下进行了如下探究：

（提出猜想）依据质量守恒定律，他们做出如下猜想：

猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2

猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2

（实验验证）同学们分为两组，分别进行以下实验：

①第一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变。则猜想____错误。

②第二组同学取一定质量的K2MnO4在250℃条件下加热，固体质量____(填“减轻”或“增重”)，得出了猜想Ⅱ正确的结论。

林同学提出：不用测定质量也能验证以上猜想是否正确，林同学选择的实验方法可能是____。

（拓展延伸）实验发现，K2MnO4受热只能部分分解，经分析可能是K2MnO4分解的生成物K2O对其分解产生影响。为验证此结论，设计如下实验方案：

①分别取K2MnO4固体于两支试管中，一支试管中加入K2O，一支试管中不加K2O。

②加热，用相同规格的集气瓶，用排水法分别收集一瓶气体。③比较所用的时间长短，以确定锰酸钾的分解是否与氧化钾有关系。该过程中还必须控制相同的变量是______。

Answer 1

【答案】先把导管进入水中，用手握住试管，导管口会有气泡冒出 移开手后过一段时间，导管口会形成一段水柱，说明装置不漏气 酒精灯 B 防止高锰酸钾粉末随气流进入导管或水槽 先均匀加热试管，再集中加热试管底部 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 在水下盖上玻璃片，把集气瓶从水中取出 先把导管移出水面，再熄灭酒精灯 BD 排水法收集的氧气较纯净且便于在瓶内预留少量水 0.32g 33.8% Ⅰ 减轻 将带火星木条伸进试管口，根据木条是否复燃判断是否产生了氧气 高锰酸钾固体的质量和加热的温度

【解析】

（1）该实验中检查装置气密性的具体操作是先把导管进入水中，用手握住试管，导管口会有气泡冒出，故填先把导管进入水中，用手握住试管，导管口会有气泡冒出；

判断气密性良好的依据是移开手后过一段时间，导管口会形成一段水柱，说明装置不漏气，故填移开手后过一段时间，导管口会形成一段水柱，说明装置不漏气。

（2）②组装实验装置时，要根据酒精灯的高度来调节试管的高度，故填酒精灯；

③由图可知，A旋钮用来调节试管的高度，B旋钮用来调节试管的倾斜度，C试管用来调节铁夹夹取试管的长度，故填B；

④用高锰酸钾制取氧气时，在试管口放一团棉花可以防止高锰酸钾粉末随气流进入导管或水槽，故填防止高锰酸钾粉末随气流进入导管或水槽。

（3）①加热试管时，应先均匀加热试管，再集中加热试管底部，避免试管受热不匀发生炸裂，故填先均匀加热试管，再集中加热试管底部；

②高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故反应的化学方程式写为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；

③用排水法收集氧气时，集满氧气后，应在水下盖上玻璃片，把集气瓶从水中取出，故填在水下盖上玻璃片，把集气瓶从水中取出。

（4）加热固体制取氧气并用排水法收集氧气，实验停止时，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒流使试管遇水骤冷发生炸裂，故填先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。

（5）A 高锰酸钾中混入了二氧化锰被棉花过滤不会进入集气瓶中，选项错误；

B 收集前，集气瓶中未注满水，瓶中含有空气，降低了氧气的纯度，选项正确；

C 收集后，集气瓶中仍留有水，只是减小了瓶中氧气的体积，但不影响氧气的纯度，选项错误；

D 刚出气就收集气体，刚冒出的气泡主要是原瓶中的空气，降低了氧气的纯度，选项正确，故填BD。

（6）选择排水法收集一瓶氧气的优点是排水法收集的氧气较纯净且便于在瓶内预留少量水，故填排水法收集的氧气较纯净且便于在瓶内预留少量水。

（7）生成氧气的质量为3.16g××100%×=0.32，故填0.32g；

剩余固体中氧元素的质量为3.16g××100%×=0.96g，剩余固体的质量为3.16g0.32g=2.84g，剩余固体中氧元素的质量分数为 ×100%≈33.8%，故填33.8%。

[实验验证]①取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，说明MnO2不能分解放出O2，则猜想I不成立，故填I。

②猜想Ⅱ正确，说明反应生成的K2MnO4也能分解放出O2，则加热K2MnO4固体后质量减轻，故填减轻；

氧气具有助燃性，也可以通过检验氧气的方法来判断，即将带火星木条伸进试管口,根据木条是否复燃判断是否产生了氧气，故填将带火星木条伸进试管口,根据木条是否复燃判断是否产生了氧气。

[拓展延伸]该实验是验证K2O对高锰酸钾分解生成氧气的影响，所以实验中应控制高锰酸钾固体的质量和加热的温度相同，故填高锰酸钾固体的质量和加热的温度。